第6章 第30讲 多池、多室的电化学装置-【创新思维】2024高考化学一轮复习高考总复习配套教参（人教单选版 新教材 新高考）

第30讲　多池、多室的电化学装置 课程标准 1．掌握多池连接的分析应用。 2．了解离子交换膜的分类及特点。 3．理解离子交换膜在装置中的作用。 授课提示：对应学生用书第156页 考点一　多池串联的两大模型及原理分析 常见串联装置图 模型一　外接电源与电解池的串联(如图) A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。 模型二　原电池与电解池的串联(如图) 显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。 1．利用电化学原理，模拟工业电解法来处理含Cr2O的废水。如下图所示，电解过程中溶液中发生反应：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。下列说法中不正确的是(　　) A．石墨Ⅰ极是负极 B．当电路中有3 mol电子转移时，Fe(Ⅰ)极上有56 g铁参与反应 C．在反应前后甲装置中NO的数目不变 D．石墨Ⅱ极上发生的反应是2N2O5＋O2＋4e－===4NO 解析：石墨Ⅰ极发生的电极反应为NO2＋NO－e－===N2O5，石墨Ⅰ极是负极，故A正确；乙池中Fe(Ⅰ)为阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，当电路中有3 mol电子转移时，Fe(Ⅰ)极上有×56 g/mol＝84 g铁参与反应，故B错误；甲装置中发生的总反应为4NO2＋O2===2N2O5，在反应前后甲装置中NO的数目不变，故C正确；石墨Ⅱ极上发生还原反应2N2O5＋O2＋4e－===4NO，故D正确。 答案：B　 2．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题，当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转(电解质溶液均足量)。回答下列问题： (1)装置A是____________池，PbO2电极为____________。 (2)装置B中Pb电极的电极反应式为____________。 (3)若利用装置C在铁质钥匙上镀铜，则电极N为____________，X可为____________。 (4)若装置C中M、N电极均为石墨电极，X为NaCl，该装置中总反应的离子方程式为____________。 (5)当装置B中PbO2电极质量改变12.8 g时，装置A中生成气体的物质的量为____________ mol。 解析：根据装置图，装置B为原电池，装置A和C为电解池，PbO2具有强氧化性，作正极，电极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，Pb为负极，电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4；M为阴极，N为阳极；Cu为阳极，Pt为阴极。(1)根据上述分析，装置A为电解池；PbO2电极为正极；(2)Pb为负极，电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4；(3)电镀时，镀层金属作阳极，镀件为阴极，即M极材料为镀件，即M为钥匙，N极材料为纯铜，X为CuSO4溶液或CuCl2溶液；(4)M、N电极均为石墨电极，X为NaCl，该装置为电解饱和食盐水，总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；(5)PbO2电极上发生反应PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，PbO2电极质量改变64 g时，转移电子2 mol，则电极质量改变12.8 g时，转移电子0.4 mol，Pt为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Cu为阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，根据得失电子数目守恒，生成氢气的物质的量为0.2 mol。 答案：(1)电解　正极 (2)Pb－2e－＋SO===PbSO4 (3)纯铜　CuSO4溶液(或CuCl2溶液) (4)2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ (5)0.2 　反思归纳 多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池；与原电池正极相连的电极为电解池的阳极，与原电池负极相连的电极为电解池的阴极，据此判断各池中发生的反应。 考点二　离子交换膜原电池、电解池 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 类型一　单膜原电池 1．已知：电流效率＝电路中通过的电子数与消耗负极失去的电子总数之比。现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同 B．Ⅰ和Ⅱ的能量转化形式不相同 C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率 D．5 min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1种溶质 解析：Ⅰ和Ⅱ的电极材料相同，电解质溶液部分相同，电池反应、负极反应和正极反应都相同，A项错误；Ⅰ和Ⅱ的能量转化形式都是化学能转化成电能，B项错误；Ⅰ中铜与氯化铁直接接触，会在铜极表面发生反应，导致部分能量损失(或部分电子没有通过电路)，导致电流效率降低，而Ⅱ采用阴离子交换膜，铜与氯化铜接触，不会发生副反应，放电过程中交换膜左侧负极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，阳离子增多，右侧正极